(57)【要約】  【課題】  イオン化式煙感知器において、イオン化のための放射線源による管理、取扱い、廃棄等における各種規制や安全上の問題を解決する。  【解決手段】  本発明に係る煙感知器は、本体グランド４とケース５により形成される筐体の内部空間が、孔部を有する測定用電極７によって仕切られ、下室と上室とに分けられている。ケース５の上部には図外の外気導入孔が設けられており、前記上室側に外気が流入される。筐体内に流入した空気は高電圧が印加された針状放電極１の先端部近傍に発生するコロナ放電によってイオン化され、測定用電極７と本体グランド４との間に電位差が生じ、これが電位計８により計測される。煙が流入すると、煙を構成する分子が前記プラスイオンやマイナスイオンと吸着または再結合し、煙が存在しない時に比べてイオン電流が減少するので、煙の存在を電位計８の値の変化として高精度に感知することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気が流通可能に構成された筐体と、
この筐体内の気体をイオン化するためのイオン化手段と、
イオン電流を測定するための手段を備え、
前記筐体内への煙の流入による前記イオン電流の変化から煙を感知するイオン化式煙感知器であって、
前記イオン化手段は、放電手段であることを特徴とするイオン化式煙感知器。
【請求項２】
前記放電手段はコロナ放電を生ずる手段であることを特徴とする請求項１記載の煙感知器。
【請求項３】
前記放電手段は、針状電極と、これに対向配置されるグランド電極と、前記両電極間に電圧印加を行うための電圧発生手段から構成され、針状電極先端部近傍からコロナ放電を生じさせることにより前記筐体内の気体をイオン化させるものであることを特徴とする請求項２記載の煙感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙の流入によるイオン電流の減少によって煙を感知するイオン化式煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
昔、火事の発見は人の眼で見つける以外に手がなかったが、２０世紀に入ってからは所謂「火災報知器」が開発されて、人のいない場所で発生した火災をも発見できるようになった。当初は、天井が燃えて温度が上昇したことを検知していたが、それではある程度火が大きくならないと検知できないため、より早期に火災を報知するため、火がつく前に発生する「くすぶりの煙」を感知する「煙感知器」が開発されている。
【０００３】
煙感知器は検出方法によって２つの方式に大別される。一つは煙による光の乱反射を透過度の変化として検出する「光電式」、他の一つは放射線源を備え、放射線により空気を電離させて煙による電離電流の変化を検出する「イオン化式」である。光電式感知器は、木材、衣服等の初期火災で生じる燻焼性の白煙に対しては高感度を示すものの、ガソリン等が着炎燃焼した際に生じる黒煙には感度が低い。このような事情から、初期火災発見のため、いずれの煙種にも高感度を示すイオン化式の煙感知器が全世界シェアの９０％近くを占めている。
【０００４】
放射線によるイオン化を利用した感知技術は、数十年前にスイスのサーベラス社が最初に開発した公知公用のものであって、特許文献１の他、多数の文献に記載されている。その感知原理を図２、図３により説明する。
【０００５】
煙感知器の外観を為す筐体は、本体グランド４とケース５により形成され、その中間が測定用電極７により２室に仕切られている。本体グランド４の上には88Ｒａ、63Ｎｉ、241Ａｍなどの放射線源ＲＩが配設される。放射線源ＲＩから放出されるα波などの放射線は、上方に設けられた測定用電極７の孔部を通って上室に照射されて、外気が流通している上室内の空気を電離し、プラスイオンとマイナスイオンとを生じさせる。本体グランド４とケース５との間に一定電圧Ｖを定電圧源６により生じさせておくと、電離により発生したプラスイオンとマイナスイオンとによって、本体グランド４とケース５との間には一定の電位勾配が発生し、途中に配置された測定用電極７と本体グランド４との間に電位差が生じ、これを電位計８により計測している。
【０００６】
ここに図３に示すように、上室内に流入した外気と共に煙が流入すると、煙を構成する分子が上室内のプラスイオンやマイナスイオンと結合することにより、内部のイオン電流が減少し、電位計８の値の変化として煙を感知するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２９８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、こうした放射線電離式の煙感知器は、内部に電離源としての放射線源ＲＩを備えることが必須構成となっており、感知器のケースの外に漏洩する放射線量としては微弱ではあるものの、ＲＩの国際基本安全基準Safety Series No.115（BBS：Basic Safety Standard）において規定された「規制を要する放射能濃度や放射能量」を超えており、また放射線障害防止法など、その管理、取扱い、廃棄などには各種の規制があり、全世界シェアに相反して日本国内では放射線源を内蔵するイオン化式煙感知器の普及が一向に進まない原因となっている。
【０００９】
また、2004年5月27日に成立した改正消防法によれば、一般住宅にも火災警報器の設置が義務付けられ、2006年度からの施行が決まっており、各一般住宅内に設置されるイオン化式煙感知器が、取扱いや廃棄に厳しい規制のある放射線源を内蔵したものであることは好ましくなく、また、住人の無知による人為事故も想定される。
【００１０】
本発明はこうした現状を鑑みて為されたものであり、放射線源を必要とせず、且つ高感度を実現したイオン化式煙感知器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る煙感知器は、外気が流通可能に構成された筐体と、この筐体内の気体をイオン化するためのイオン化手段と、イオン電流を測定するための手段を備え、前記筐体内への煙の流入による前記イオン電流の変化から煙を感知するイオン化式煙感知器であって、前記イオン化手段を「放電手段」としたことを特徴とする。
【００１２】
また、この放電手段はコロナ放電を生ずる手段であることを特徴とする。
【００１３】
さらには、この放電手段は、針状電極と、これに対向配置されるグランド電極と、前記両電極間に電圧印加を行うための電圧発生手段から構成され、針状電極先端部近傍からコロナ放電を生じさせることにより前記筐体内の気体をイオン化させるものであることを特徴とする。
【００１４】
従来は空気のイオン化を行うため、放射線源を必要としており、且つその放射線量が各種規制値を超えているため、管理、取扱い、廃棄上問題があったが、本発明に係る煙感知器では放射線源を使用しない構成としたため、管理、取扱い、廃棄上の問題が一切解消される。
【００１５】
さらに、改正消防法の施行を受けて、各一般住宅にも煙感知器が配設された場合にも、居住者に放射線物質に関する知識がなくとも十分な安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明に係る煙感知器の一実施例を示す縦断面図である。煙感知器の外観を為す筐体は、本体グランド４とケース５により形成される。一般には本体グランド４側をこの煙感知器を設置しようとする壁や天井などに固設する。この筐体の内部空間は、孔部を有する測定用電極７によって仕切られており、本体グランド４側の下室と、ケース側の上室とに分かれている。ケース５の上部には図外の外気導入孔が設けられており、前記上室側に外気が流入する構成となっている。
【００１７】
一方、本体グランド４とケース５との間は電気的に接続されており、定電圧源６により例えばＤＣ−９Ｖを印加し、一定電圧Ｖを生じさせている。また、本体グランド４と測定用電極７との間も電気的に接続されており、両者間の電位差を計測するための電位計８が設けられている。
【００１８】
ところで、イオン化式の煙感知器においては、上室内の空気を電離する必要があるが、このための構成として、従来は放射線源ＲＩからの放射線照射を用いていたが、本発明では放射線源に替えて放電極１とグランド電極２、およびこれらに高電圧を印加するための高電圧発生器３から構成としたことを特徴としている。高電圧発生器３から、グランド電極２を基準として針状の放電極１に例えばＤＣ−５ｋＶを印加する。すると、放電極１の先端部は鋭利であるために電界が集中し、放電極１の先端部近傍においてコロナ放電が発生し、上室内の空気を電離する。電離により発生したプラスイオンとマイナスイオンとによって、本体グランド４とケース５との間に一定の電位勾配が発生し、途中に配置された測定用電極７と本体グランド４との間に電位差が生じ、これが電位計８により計測される。
【００１９】
上室内に流入する空気と共に煙が流入すると、煙を構成する分子が前記プラスイオンやマイナスイオンと吸着または再結合し、煙が存在しない時に比べてイオン電流が減少する。測定用電極７と本体グランド４との間には一定の電位差が与えられているので、前記イオン電流の変化は測定用電極７と本体グランド４との電位を大きく変化させ、電位計８の値の変化として煙を高精度に感知することができる。
【００２０】
本発明に係る煙感知器は、上述の構成の他、種々の公知技術との組み合わせを妨げない。
例えば、本煙感知器の機能を実行させるための電子部品を備えた基板を煙感知器本体内に備えること、検出値を煙感知器外部へ送信するための有線または無線の手段を備えること、誤報防止のための公知の判定手段を備えること（例えばhttp://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/map/ippan16/2/pdf/2-2-1.pdf）、ケース５に設けられる外気導入経路に公知の気流調整機構を備えること、外気導入経路に公知の防虫機構を備えること、などが挙げられる。 
コロナ放電を発生させるためには、一般に高電圧が必要であるが、グランド電極２と針状の放電極１の距離を接近させることによって、コロナ放電に必要とする電圧を下げることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る煙感知器は、一般火災の早期発見に利用され、特に各種感光フィルムの取扱いなど放射線が悪影響を及ぼすような場所での煙感知にも好適に利用される。また、硝煙など化学反応等による薬物煙などの感知にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る煙感知器の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】従来のイオン化式煙感知器の構成の説明図である。
【図３】従来のイオン化式煙感知器の煙検出原理の説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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